JPS62211359A

JPS62211359A - Ｎｂ３Ｓｎ超電導素線の製造方法

Info

Publication number: JPS62211359A
Application number: JP61054290A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Kono; 河野　宰; Yoshimitsu Ikeno; 池野　義光; Nobuyuki Sadakata; 伸行定方; Masaru Sugimoto; 優杉本
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1987-09-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、核融合炉用トロイダルマグネット、粒子加速
器用マグネット、超電導発電機用マグネット等に利用さ
れる高磁界特性の浸れたＮｂ３Ｓｎ超電導線を製造する
ための超電導素線の製造方法゛に関するものである。

「従来の技術」Ｎｂ、ＳｎにＴ　ｉ等の第３元素を添加することによっ
てＮｂ３Ｓｎ超電導線の高磁界特性、特に、１０Ｔ（テ
スラ）以上の臨界電流特性を改迎できることが知られて
いる。そして、Ｔｉを添加したＮｂ、Ｓｎ超電導線を製
造する方法として、従来、以下に説明する方法が提案さ
れている。

１）Ｎｂ芯材にＴｉを微量（０，１〜１５原子％の範囲
てあって、好ましくは１．０〜１．５重量％程度）添加
して合金化したＮｂ芯材を製造し、このＮｂ芯材を基地
内に配して超電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施
してＮ　ｂ　３　、Ｓ　ｎ超電導線を製造する方法。

２）ブロンズ基地（Ｃｕ−３ｎ合金基地）の内部にＴｉ
を微ｆｆｔ（０，１〜５原子％の範囲で、好ましくは０
゜２〜０．４重量％）添加ずろことにより３元合金系ブ
ロンズ基地（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｔｉ合金基地）を製造し、こ
の３元合金系ブロンズ基地の内部にＮｂ芯材を配して超
電導素線を作製し、これに拡散熱処理を施してＮｂ３Ｓ
ｎ超電導線を製造する方法。

なお、添加する第３元素としてＴｉの代わりにＴ　ａ、
　Ｉ−１［、Ａｔ、　　Ｉｎ、　Ｇａ等を用いることも
ある。

「発明が解決しようとする問題点」前記した各方法には、以下に説明する問題があった。

ａ）Ｔｉのように高温で非常に活性な元素をＮｂ芯材に
微量添加する場合、コストの高い特殊な溶解法、例えば
、電子ビーム溶解法やアーク溶解法を新たに採用しなく
てはならず、製造コストが嵩むとともに、これらの溶解
法を採用してもＴｉをＮｂ芯けに均一に添加するには技
術的にかなりの困難性を伴う。

また、Ｎｂ芯十オにＴｉを微量添加することによってＮ
ｂ芯祠の硬度が向上する関係から、極細多心化のために
行う縮径加工の際に強加工する場合、断線等のトラブル
を生じる問題がある。

従って縮径工程においては、Ｎｂ芯材を合金化せずに純
Ｎｂの状態のまま加工することが望ましいのである。

ｂ）ブロンズ基地にＴｉを添加する場合、大気溶解を行
うと後工程の縮径加工の際に割れを生じるために、真空
溶解を行う必要があり、溶解量に制限を生じる問題があ
る。また、この場合、ブロンズ基地がＣｕ５ｎ−Ｔｉ系
の３元合金となるために、加工硬化能が大きくなり、縮
径工程で全体に硬化することが早くなり、中間焼鈍をひ
んばんに行わないと断線等のトラブルを生じる問題があ
る。

そこで本発明者らは、先に、特開昭６０−１０１８１４
号公報に示す明細書において、これらの問題を解消する
超電導線の製造方法を提案している。

前記公報において提案した製造方法は、第１４図に示す
ように、Ｎｂ芯材ｌの表面に、Ｎｂ、Ｓｎの高磁界域に
おける臨界電流値を向上させるＴｉ等の第３元素のメッ
キ層２を形成してＮｂ基芯材３を形成し、このＮｂ基芯
材３をブロンズ等からなる基地４内に配して複合素線５
を形成し、この複合素線５に必要に応じて縮径加工を施
した後に拡散熱処理を施して超電導線を製造する方法で
ある。

この製造方法によれば、メッキ層２を設けてＮｂを芯材
ｌと基地４を合金化しないことによって、Ｎｂ芯材１と
基地４の加工性を確保し、縮径工程におけろ加工性を向
上さＵｏて一断線等のトラブルを生じる問題を解消し、
更に、特殊な溶解法を採用する必要性も無くして高特性
の超電導線を従来より容易に製造できるようにした方法
である。

ところが、前述の方法を用いて超電導線を製造する場合
、拡散熱処理段階で以下に説明する如き改良すべき点を
生じることが判明した。

即ち、前記複合素線５に拡散熱処理を施すと、基地４内
のＳｎはメッキ層２を通過してＮｂ芯材Ｉゆ内部側に拡
散してＮｂおよびＴｉと反応することにより、Ｎｂ３Ｓ
ｎ　　Ｔｔを生成するのであるが、この際、Ｓｎがメッ
キ層２を通過するまではＮｂ、５ｎ−Ｔｉの生成は期待
できないためにＮｂ３Ｓｎ−Ｔｉ生成時の熱処理条件が
高温側でかつ長時間側に移行することになり、Ｎｂ３Ｓ
ｎの結晶粒が粗大化して超電導特性の劣化を生じる虞を
生じるのである。

ところでＮｂ棒にＴｉを配する方法として従来、Ｎｂ棒
に希望する数の孔を穿設し、これら孔にＴｉ線を挿入す
る方法が知られているが、この方法においては、以下に
説明する欠点を有していた。

■）ドリルの長さによって穿孔長が規制されるために、
長さ数１０ｃｍ程度のＮｂ棒に穿孔する作業が限界であ
り、このため長尺の超電導線を製造することが困難であ
った。

２）Ｎｌｔｌの外周部に穿孔する場合ドリルがＮｂ棒の
外周面を突き破る虞があるために、Ｎｂ棒の外周面近く
に穿孔できない問題がある。従ってＮｂ棒の外周面近く
にＴｉ線を配したい場合に、外周面からの距離に制限を
生じる問題がある。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、極細多心
化のための縮径加工時に断線等のトラブルを生じさせる
ことがなく良好な加工性を発揮できるとともに、長尺の
超電導線の製造に好適であり、Ｎｂ芯芯内内部Ｔｉを配
する位置を自由に選定することができる一方、臨界電流
密度が高く、良好な超電導特性を発揮させうる上に、拡
散熱処理条件の高温長時間側への移行を阻止して熱処理
条件を有利にできる超電導素線の製造方法の提供を目的
とする。

「問題点を解決するための手段」本発明の製造方法の１つは、前記問題点を解消するため
に、Ｎｂ５ｓｎの高磁界域における臨界電流値を向上さ
せるＴｉ、　Ｔａｓ　　Ｉ　ｎｓ　Ｉ−Ｉｆ’５ＡＩＳ
Ｚｒのいずれか１つ以上からなる芯体を内部に、また、
外部にＮｂ管を配して複合ロッドを形成し、前記複数の
複合ロッドをＮｂロッドの周囲に配し、これらをＮｂパ
イプに押入してＮｂ芯材を形成し、更に、前記Ｎｂ芯材
を基地内に配して超電導索線を製造する乙のである。

本発明の他の１つの製造方法は、外周面に複数本の溝を
形成したＮｂ芯材を形成し、これらの溝の内部にＮｂ３
Ｓｎの高磁界域における臨界電流値を向上させろＴｉ、
　Ｔａ、　　Ｉ　ｎ、　Ｈｆ１Ａｌ、　Ｚｒのいずれか
１つ以上からなる線状体を挿入し、更にその上に、Ｎｂ
パイプを被覆してＮｂ芯材を形成し、更に、前記Ｎｂ芯
材を基地内に配して超電導素線を製造する乙のである。

「作用」Ｔ　１ＳＴａ、　　Ｉ　ｎ、　Ｈ「、Ａｌ、Ｚｒのいず
れか１つ以上からなる芯体を内部に、外部にＮｂ管を配
した構造の）見合ロッドからスタートして超電導素線を
製造するために、長尺の超電導線を製造することができ
ろ。また、Ｎｂ管の肉厚とその外部のＮｂパイプの直径
を選定することによってＴｉの位置をＮｂ芯材の外周面
から希望の位置に設定することができるために、Ｎｂ、
Ｓｎに対するＴｉの効果を容易に制御することができる
。

更に、Ｎｂ芯材の内部に、相互に離間して芯体を配し、
Ｎｂ３Ｓｎ生成のための拡散熱処理時に芯体相互の間を
通過させてＳｎを拡散することができるために、Ｎｂ芯
材の内部側へのＳｎの拡散を速くして拡散熱処理条件の
高温長時間側への移行を阻止することによりＮｂ、Ｓｎ
結品泣の粗大化を抑制し、優れた超電導特性を発揮させ
うるとともに、熱処理前に、芯体とＮｂ芯材、および芯
体と基地を合金化しないようにしてＮｂ芯材と基地の加
工性を維持することにより加工性を向上させ、断線等の
トラブルを解消する。

「実施例」第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示すもので
、第１図に示す素芯材９を縮径して第２図に示ずＮｂ芯
材１０を製造し、このＮｂ芯材１０に第３図（Ａ）〜（
Ｅ）に示す加工を施すことにより超電導素線Ｔを製造す
るとともに、この超電導素線Ｔに拡散熱処理を施すこと
により超電導線を製造するのである。

第２図に示すＮｂ芯材ｌＯを製造するには、まず、Ｎｂ
３Ｓｎの高磁界域における超電導特性を向上さ什る金属
元素であるＴｉからなる線状の芯体１１をＮｂ管８の内
部に挿通してなる複合ロッドＩ２を多数用意し、これら
複合ロッド１２より直径の大キなＮｂロッド１３と、こ
のＮｂロッド１３より更に直径の大きなＮｂパイプ１４
を用意する。

ところで、前記芯体１１を構成する材料はＮｂ３Ｓｎの
高磁界域における臨界電流値を向上させるＴａ５ｌ−Ｉ
ｆ、　Ａｌ５Ｉ　ｎ、　Ｇａ５Ｚｒ等の第３元素からな
る高純度材料あるいは、これらの合金材料を用いること
もできる。なお、芯体ＩＩはテープ状、あるいは、条体
であっても差し支えない。

次に、第１図に示すように、Ｎｂロッド１３の周囲にこ
れを囲ませて曵合ロッドＩ２を配するとと乙１こＮｂパ
イプ１４内にこれらを挿入してＮｂ素芯材９を作製する
。この際の芯体Ｉｔを挿通するＮｂ管８の肉厚、および
、Ｎｂパイプ１４の肉厚を選ぶことによりＮｂ芯材ｌＯ
の外周面からＴｉまでの距離を自由に選ぶことができる
。

そして、首記Ｎｂ素芯材９を所定の直径になるまで縮径
してＮｂ芯材１０を作製する。

次いで、Ｎｂ芯材ｌＯを第３図（Ａ）に示すようにＣｕ
−５ｎ合金もしくはＣｕ製の中空パイプ１５に挿入し、
必要に応じて縮径加工を施して第３図（Ｂ）に示すよう
にＣｕ−５ｎ合金らしくはＣｕからなる基地Ｉ６にＮｂ
芯材ＩＯが埋め込まれた複合素線Ｉ７を作成し、更にこ
の複合素線１７にＳｎメッキ層Ｉ８を形成してメッキ複
合線１９を形成する。

続いて前記メッキ複合線１９を複数本集合してＣｕ−５
ｎ合金らしくはＣｕからなるパイプ２０に第３図（Ｄ）
に示すように挿入し、更に縮径加工を施して、所望の直
径、即ち、最終的に得るべき超電導線の直径まで縮径し
、第３図（Ｅ）に示すように基地２１の内部にＮｂ芯材
ｌＯが多数理め込まれた超電導素線Ｔを得る。なお、面
述の縮径加工において、Ｔｉからなる芯体１１は基地内
部のＮｂあるいはＳｎと合金化していないために、基地
の加工性を損なうことはなく、従って、ＳｎとＴ　ｉあ
るいはＮ　＋３とＴｉを合金化していた従来の超電導素
線に比較して中間焼鈍条件ら有利になって縮径加工中の
断線等のトラブルもなくなり、加工性か向上する効果が
ある。

なお、Ｎｂ芯オｌＯを用いて超電導素線Ｔを製造する工
程は、第３図（Ａ）〜（Ｄ）に示す工程の他に、従来公
知の各種工程を採用しても良い。即ち、例えば、複合素
線の集合は複数回行っても良く、更に、基地内の５ｎｅ
ｋ度を高くした場合にはＳｎメッキ層１８を省略しても
良いし、Ｓｎメッキ層を超電導素線の外周面に形成して
拡散熱処理することらできろ。

また、第４図に示すように復数のＮｂ芯材ＩＱをＣｕ−
５ｎ合金あるいはＣｕからなる筒体に挿入して多心複合
素線１７’を形成し、この多心複合素線１７°を第３図
（Ｂ）〜（Ｅ）に示す工程に沿って加工することによっ
て超電導素線を製造することもできろ。

前述の如く製造された超電導素線Ｔに、拡散熱処理（６
００°Ｃ〜８５０℃程度の温度に２０〜１５０時間程度
加熱する熱処理）を施し、後述する如く基地２ＩのＳｎ
とＮｂ芯材１０のＮｂおよびＴｉを反応させてＮｂ５ｓ
ｎ−Ｔｉを生成し、Ｎｂ３Ｓｎ超電導線を製造する。

ここで、前記拡散熱処理において、基地２Ｉの内部のＳ
ｎは、第５図に示すようにＮｂ芯芯材ｌ円内芯体１１．
１１の間のＮｂ部分を通過してＮｂ芯材１５の内部に拡
散できる。従ってＮｂ芯材の周囲にメッキ層を形成して
いた第１４図に示す従来構造の超電導素線に比較してＳ
ｎがより速＜Ｎｂ芯材１０の内部側に拡散できるために
、拡散熱処理条件の高温長時間側への移行を阻止するこ
とができ、Ｎｂ３Ｓｎ結品粒の粗大化を防止できる効果
がある。

更に、超電導素線Ｔの内部においては、拡散熱処理を施
すことによって第６図ないし第８図に示すように反応が
進行する。

即ち第６図に示すように基地２１の内部にＮｂ芯材１０
が配された状態において拡散熱処理を施した場合、基地
２１の内部のＳｎの拡散が進行するにつれて第７図に示
すようにＮｂ芯材１０の外周部側でＮｂ３Ｓｎが生成す
る過程でＴｉも拡散してＮｂ３Ｓｎ−Ｔｉ層２５が生成
され、拡散熱処理の進行とと６に第８図に示すようにＮ
ｂ３Ｓｎ−’ｒｉ層が増大する。このようにＮｂ、５ｎ
−Ｔｉ層がＮｂ芯材ｌＯの外周部側から生成すると、Ｎ
ｂ芯材１０の外周部側にＴｉからなる芯体１！が配され
ているために、ＮｂとＳｎが反応してＮｂ３Ｓｎが生成
される過程でＴｉら拡散して効率良（Ｎｂ、５ｎ−Ｔｉ
を生成できろ。

なお、所定の拡散熱処理条件においてＮｂ、５ｎ−Ｔｉ
の生成型を調節する場合には、Ｎｂ管８に挿通ずる芯体
１１の直径を所要の値に設定して調整できる。更に、Ｎ
ｂ芯材ｌＯの外周面から芯体１１までの距離は、Ｎｂ管
８またはＮｂパイプＩ４の肉厚を選ぶことにキリ自由に
調節ずろことができる。

また、前述のように、複合ロッド１２とＮｂロッド１３
とＮｂパイプ１４とを用いてＮｂ芯材１０を作製する場
合、これらの長さは自由に設定できるために長尺の超電
導線を製造できる特徴がある。

第９図と第１０図は、本発明のＮｂ３Ｓｎ超電導素線を
作製する場合に使用するＮｂ芯材の第３の例を示すもの
で、本例においては、Ｎｂからなる棒状のＮｂ素芯材４
０の外周面にその周方向に所定間隔離間して収納溝４１
を複数形成し、各収納溝４１にＴｉ棒４２を挿入すると
ともに、この素芯材４０をＮｂパイプ４３に挿入してＮ
ｂ芯材４４を構成したものである。

そして、前記Ｎｂ芯材４４を必要に応じて径し、更に、
第３図（Ａ）〜（Ｅ）に示した加工と同等の加工を施し
て超電導素線を形成し、次いで拡散熱処理を施すことに
よりＮｔ）３Ｓｎ超電導線を製造することができる。

この場合は、Ｎｂパイプ４３の肉厚を薄くすることによ
り、Ｎｂ芯材４４の外周面とＴｉ棒４２の距離を極端に
短くすることもでき、Ｎｂ３Ｓｎ生成拡散熱処理の初期
段階でＴｉの拡散を期待することができる。

「製造例１」第９図に示す如き直径２０ｍｍのＮｂ素芯材４゜の外周
に、幅、深さと乙１．５ｍｍのｉＭを８本形成し、各Ｊ
　Ｉこ直径１．０ｍｍのＴ　ｉ棒４２を挿入し、更にそ
の外側に外径２２ｍｍ、肉厚０．９ｍｍのＮｂパイプ４
３を被覆して２０ｍ＋ｎまで縮径しＮｂ芯材を形成した
。この後に、Ｓｎ１３ｗｔ％を含有し、外径３０ｍｍ、
肉厚４．５ｍｍのブロンズ管に前記Ｎｂ芯材を挿入し、
縮径加工と中間焼鈍処理を施して直径１．０ｍｍの１火
攻合線を得た。

次にこのＩ火攻合線を９１本集合するとともに、Ｓｎ１
３ｗｔ％を含有し、外径１３　ｍｍｓ肉厚０．５ｍ鋼の
ブロンズ管に挿入して縮径加工を行い、直径１、Ｏｎ＋
ｍの２火攻合線を得た。

更に、この２火攻合線を９１本集合し、外径２０　ｍｍ
、肉厚２＋ｎｎ＋の銅管に挿入し、更に、外径１５ｍｍ
、肉Ｊ！７０．３ｍｍのＴａ管に挿入し、更に、Ｓｎ　
１３ｗｔ％を含有し、外径１３１Ｉｌｆｆ１１肉厚０　
、５　ｍｌｌ１ブロンズ管に挿入して縮径加工を施して
直径１．４ｍｍの超電導素線を作成した。そしてこの超
電導素線を７５０℃に１００時間加熱して拡散熱処理を
施し、安定化銅付きのＮｂ３Ｓｎ超電導線を製造した。

ところで、Ｎｂ３Ｓｎ生成熱処理前の超電導素線におい
ては、各Ｎｂフィラメントの直径は５μであり、Ｎｂフ
ィラメントの総数は８２８１本であった。また、超電導
素線内の各Ｎｂフィラメントの内部におけるＴｉフィラ
メントの直径は０．３μであり、各Ｎｂフィラメントの
内部には８本ずつのＴｉフィラメントが配されている。

そして、拡散熱処理後の超電導線においては、各Ｎｂフ
ィラメントの外周部側にＮｂフィラメントの横断面積の
約８５％に相当する面積のＮｂ３Ｓｎ層の生成が見られ
た。この超電導線の断面を顕微鏡で観察するとＴｉフィ
ラメントの存在は確認できず、ＴｉはＮｂ３Ｓｎ中に完
全に拡散しているものと判断できる。また、前記超電導
線をＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザー）で
線分析と面分析したところ、ＴｉかＮｔ）３Ｓｎの外周
側に均一に分布していることを確認できた。従ってＮｂ
芯材の内部にＴ　ｉ芯材を相互に離間して配した場合、
ＴｉがＮｂ３Ｓｎ生成領域の全部に十分に拡散しない虞
を生じるが、前記分析結果によってこの虞は解消された
。

ところで、Ｔａ棒を挿入していない通常のＮｂ３Ｓｎ超
電導線において、前記と同等の拡散熱処理条件ではＮｂ
芯材の横断面において８０％程度のＮｂ３Ｓｎを生成す
ることが知られているために、本発明の超電導素線にあ
っては、Ｔｉ存在の宵無によるＮｔ＋３Ｓｎの生成程度
の障害は認められない。

「製造例２」外径１０ｍ＋ｎ、肉厚２ｍｍのＮｂパイプに直径５ｍｍ
の’ｒ　ｉ棒を挿入し、縮径加工を施して直径２ｍｍの
線材を得た。この線材を１６本集合し、直径１０ＩのＮ
ｂ棒の周囲に配置して、その外側に外径１６　ｍｍ、肉
厚０．５ｍｍのＮｂパイプを被せて第１図に示す構成の
素芯材を作製し、この素芯材を縮径して直径６ｍｍのＮ
ｂ芯（才をイ′１製した。このＮｂ芯材を外径１０ｍ＋
＋＋、肉厚１．５ｍｍであって、Ｓｎ６ｗｔ％を含有す
るブロンズ管に挿入して第３図（Ａ）に示す複合素線を
作製し、これを直径１．０ｍｍまで縮径して１火攻合素
線を作製した。

次にこの複合素線を９１本集合して外径１３　ｍｍ。

肉厚０．５ｍｍであって、Ｓｎ６ｗｔ％を含有するブロ
ンズ管に挿入し、直径１．０ｍｍまで縮径した後に、ブ
ロンズ管の外側に３０μ厚のＳｎメッキ層を形成してメ
ッキ複合素線を作製した。

更に前記メッキ複合素線を９１本集合し、外径１３ｍｍ
、肉厚０．５＋ｎｎ＋であって、Ｓｎ６ｗｔ％を含有す
るブロンズ管に挿入し、更に外側に外径１５ｍｍ、肉厚
０．５ｍｍのＮｂ管と外径２０　ｍＬ肉厚２ｍｍの鋼管
を被せ、更に縮径加工を施して直径１．４ｍｍの超電導
素線を作製した。この超電導素線を８００℃に５０時間
加熱する拡散熱処理を施すことによってＮｂ、３ＳｎＭ
ｉ電導線を製造した。

このＮｂ３Ｓｎ超電導線の臨界電流密度を測定したとこ
ろ、第１２図に示す結果が得られた。第１２図において
、実線Ａが面述した方法で製造されたＴｉを含有するＮ
ｂ３Ｓｎ超電導線の特性を示し、鎖線Ｂが従来のＮｂ３
Ｓｎ線の特性を示している。

第１２図より明らかなように、本発明方法により製造さ
れた超電導素線を用いて製造されたＮｂ３Ｓｎ超電導線
は、高磁界域において従来のＮｂ３Ｓｎ超電導線より優
れた臨界電流密度を示すことが明らかであり、優秀な超
電導特性を存している。

「発明の効果」以上説明した如く本発明の製造方法によれば、基地の内
部にＮｂ３Ｓｎの高磁界域における臨界電流密度を向上
させるＴｉ等の第３元素からなる芯体をＮｂ管で覆って
形成した複合ロッドをＮｂパイプの内部に配置して超電
導素線を製造するものであるため、以下に説明する効果
を奏する。

（Ｉ）本発明の製造方法は、第３元素のメッキ層でＮｂ
芯材の周囲を覆っていた従来のＮｂ３Ｓｎ超電導素線の
製造方法に比較して、拡散熱処理時に、各芯体の間を通
過させてＳｎをＮｂ芯材の内部側に速く拡散できる。こ
のため拡散熱処理条件の高温長時間側への移行を阻止で
き、Ｎｂ３Ｓｎ結晶粒の粗大化を防止することができる
。従って本発明の製造方法によって得られた超電導素線
を用いることにより、高磁界域での臨界電流密度の高い
高特性の超電導線を製造することができる。

（ＩＩ）また、拡散熱処理前の状態においてＮｂ芯材と
基地の各々をＴｉ等の第３元素と合金化しないために、
Ｎｂ芯材と基地が本来有する加工性を維持することによ
って、断線等のトラブルを生じることなく縮径加工を行
うことができ、極細多心超電導線を効率良く製造できる
効果がある。

（ＩＩＩ）更に、複合ロッドとＮｂロッドをＮｂパイプ
に挿入してＮｂ芯材を構成し、前記Ｎｂ芯材を基地に配
して超電導素線を製造するならば、所望の長さの複合ロ
ッドとＮｂロッドをＮｂパイプに挿入して縮径すること
ができるために、長尺の超電導素線を製造できる効果が
ある。

また、本発明の他の１つは、外周面に溝を形成したＮｂ
素芯材を用意し、これらの溝に前記第３元素からなる線
状体を挿入し、更にＮｂパイプで覆って形成したＮｂ芯
材を基地内に配するために、次に示す効果を奏する。

（［）本発明の製造方法は、第３元素のメッキ層でＮｂ
芯材の周囲を覆っていた従来のＮｂ３Ｓｎ超電導素線の
製造方法に比較して、拡散熱処理時に、各芯体の間を通
過させてＳｎをＮｂ芯材の内部側に速く拡散できる。こ
のため拡散熱処理条件の高温長時間側への移行を阻止で
き、Ｎｂ、Ｓｎ結晶粒の粗大化を防止することができる
。従って本発明の製造方法によって得られた超電導素線
を用いることにより、高磁界域での臨界電流密度の高い
高特性の超電導線を製造することができる。

（ＩＩ）また、拡散熱処理前の状態においてＮｂ芯材と
基地の各々をＴｉ等の第３元素と合金化しないために、
Ｎｂ芯材と基地か本来有する加工性を維持することによ
って、断線等のトラブルを生じることなく縮径加工を行
うことができ、極細多心超電導線を効率良く製造できる
効果がある。

（ＩＩＩ）更に、Ｎｂ素芯材の外周面に形成した溝に前
記第３元素からなる線状体を挿入してＮ　ｂ芯材を構成
し、前記Ｎｂ芯材を基地に配して超電導素線を製造する
ために、線状体を溝に挿入して所望の長さのＮｂ芯材を
製造することができ、長尺の超電導素線を製造できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明を説明ずろ
ためのらので、第１図は本発明の超電導素線に用いろＮ
ｂ芯材を製造するために用いるＮｂ基芯材の横断面図、
第２図は本発明の超電導素線に用いろＮｂ芯材の横断面
図、第３図（Ａ）は複合素線の横断面図、第３図（１３
）は１火攻合素線の横断面図、第３図（Ｃ）はメッキ複
合素線の横断面図、第３図（Ｄ）はメッキ複合素線の集
合状態を示す横断面図、第３図（Ｅ）は超電導素線の横
断面図、第４図はＮｂ芯材の他の例を示す横断面図、第
５図は拡散熱処理における基地内でのＳｎの拡散を説明
するための拡大断面図、第６図ないし第８図は拡散熱処
理の進行に伴ってＮｂ芯材の外周部に生成されるＮｂ３
Ｓｎ部分の生成状況を説明するためのらので、第６図は
拡散熱処理前の状態を示す横断面図、第７図は拡散熱処
理中の状態を示す横断面図、第８図は拡散熱処理後の状
態を示す横断面図、第９図と第１０図は本発明の超電導
素線を製造するために用いるＮｂ芯材の池の例を示す乙
ので、第９図はＮｂ素芯＋オの横断面図、第１０図はＮ
　Ｉ３芯材の横断面図、第１１図は本発明者らが先に提
案している超電導線の製造方法を説明するための複合素
線の横断面図、第１２図は本発明方法によって製造され
た超電導素線を用いて製造されたＮｂ３Ｓｎ超電導線の
臨界電流値と従来のＮｂ３Ｓｎ超電導線の臨界電流値を
比較して示す線図である。Ｔ・・・・・・超電導素線、　　　９・・・・・・素芯
材、１０・・・・・・Ｎｂ芯材、　　　　１１・・・・
・・芯体、１２・・・・・・複合ロツＦ、　　１３・・
・・・・Ｎｂロッド、１４・・・・・Ｎｂ被覆パイプ、
１５・・・・・・中空パイプ、１６・・・・・基地、　
　　　　１７・・・・・・複合素線、１７°・・・・・
・多心複合素線、１８・・・・・Ｓｎメッキ層、１９・
・・・・・メッキ複合素線、２０・・・・・・パイプ、　　　　２Ｉ・・・・・・基
地、３０・・・・・・Ｎｂ芯体、　　　　３２・・・・
・・Ｔｉ棒（芯体）、３３・・・・・・Ｎｂ芯材、　　
　　４０・・・・・・Ｎｂ素芯材、４２・・・・・・Ｔ
ｉ棒（芯体）、　　４３・・・・・Ｎｂパイプ、４４・
・・・・・Ｎｂ芯材、　　　　５０・・・・・・Ｎｂ棒
、５１・・・・・・Ｔｉ線（芯体）、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｓｎを含有した基地の内部にＮｂ芯材を配して構
成され、拡散熱処理が施されてＮｂ＿３Ｓｎ超電導線と
なる超電導素線を製造する方法において、Ｎｂ＿３Ｓｎ
の高磁界域における臨界電流値を向上させるＴｉ、Ｔａ
、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｚｒのいずれか１つ以上からなる
芯体をＮｂ管で覆って複合ロッドを形成し、複数の前記
複合ロッドをＮｂロッドの周囲に配し、これらをＮｂパ
イプに挿入してＮｂ芯材を形成し、更に前記Ｎｂ芯材を
基地内に配することを特徴とするＮｂ＿３Ｓｎ超電導素
線の製造方法。
（２）Ｓｎを含有した基地の内部にＮｂ芯材を配して構
成され、拡散熱処理が施されてＮｂ＿３Ｓｎ超電導線と
なる超電導素線を製造する方法において、外周に複数本
の溝を形成したＮｂ素芯材を用意し、これらの溝の内部
にＮｂ＿３Ｓｎの高磁界域における臨界電流値を向上さ
せるＴｉ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｚｒのいずれか１
つ以上からなる線状体を挿入し、更にその上にＮｂパイ
プを被覆してＮｂ芯材を形成し、更に、前記Ｎｂ芯材を
基地内に配することを特徴とするＮｂ＿３Ｓｎ超電導素
線の製造方法。